基于无线传输方式的高压带电体温度监测系统技术方案

基于无线传输方式的高压带电体温度监测系统，属于远程监测系统领域。包括监控中心、传输网络和现场设备，监测装置直接安装在被测高压设备的监测点上，与被测设备处于等电位，监测装置与数据集中器通过无线方式通信，数据集中器通过有线传输网络／ＧＰＲＳ与监控中心相连。监测装置采用低功耗设计，待机电流小于２ｕＡ。监测装置采用电池供电。监测装置采用无线方式发送数据，彻底解决了高压绝缘问题，实现了高压设备在线监测。多种方式告警，可以及时发现高压设备的温度升高，立即采取措施，避免事故的发生，极大提高电网运行的安全性。

【技术实现步骤摘要】

基于无线传输方式的高压带电体温度监测系统，属于远程监测系统领域。
技术介绍
电力系统正向着大电网高可靠性、高自动化水平的方向迅猛发展。对电网运行自 动化、智能化的监控水平已成为国内外高度重视的关键问题。随着用电量的日益增加，承载 着大电量输送任务的高压电气设备如变压器、高压开关柜、刀闸等的电力负载也在迅速增 加。电网中众多高压电气设备本身和设备之间的连接点是电力输送最薄弱环节，这个薄弱 环节的实质问题就是联接点发热。随着负荷的增大，导致连接点发热并形成恶性循环温 升、膨胀、收縮、氧化，电阻增大、再度升温直至酿成事故。因此，电力系统不惜人力、财力，采 取多种措施监测高压连接点的温升。 开关柜的内部过热现象已成为开关柜使用中的常见问题，由于开关柜体的密闭 性，在一些负荷较重的地区，存在开关柜的温升超标问题。开关柜的温升超标，直接影响设 备的安全稳定运行，而且，过热问题是一个不断发展的过程，如果不加以控制，过热程度会 不断加剧，并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。 目前国内对电气设备高压连接点的温升测量普遍使用的方法为示温蜡片或定期 用红外测温仪逐点测温。示温蜡片显然落后，而用红外测温仪逐点测温的方法测量误差较 大，且需大量人力物力。而这种方法也只能定期巡测，周期较长，因漏检而发生故障的机率 非常大，仍然存在许多盲点，给电网运行带来隐患。目前更新换代后的手车开关柜内部的断 路器、刀闸和动静触头等设备的位置隐蔽，红外测温仪已无法进行人工巡查测温。研制一种 全天候在线监测电网温度，发现问题，立即上报，将事故消除在萌芽中的系统非常必要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的问题，设计一种可以及时发现 高压设备的温度升高，立即采取措施，避免事故的发生，极大提高电网运行的安全性的基于 无线传输方式的高压带电体温度监测系统。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是该基于无线传输方式的高压带电体 温度监测系统，其特征在于包括监控中心、传输网络和现场设备，监测装置直接安装在被 测高压设备的监测点上，与被测设备处于等电位，监测装置与数据集中器通过无线方式通 信，数据集中器通过有线传输网络/GPRS与监控中心相连。数据集中器包括第一 CPU及外围扩展电路、RAM、第一时钟电路、电源、网络通信模块和第一无线通信模块，第一CPU及外围扩展电路分别与RAM、第一时钟电路、网络通信模块和第一无线通信模块相连，电源为数据集中器各个模块提供12V、5V直流电。 监测装置包括第二CPU及外围扩展电路、信号调理电路、第二时钟电路和第二无线通信模块，第二CPU及外围扩展电路分别与信号调理电路、第二时钟电路和第二无线通信模块相连。4 网络短信服务器通过局域网与数据库服务器相连。 监测装置采用金属外壳作为屏蔽体，内置温度传感器。 监测装置采用电池供电。 系统设计包括三部分，一是监控中心，二是传输网络，三是现场设备。监控中心设有数据服务器、前置工作站、浏览终端、操作终端、网络短信服务器，主要负责接收各监控点的数据，并实现数据的存储、分析、判断、告警等功能，以不同的方式提醒相关工作人员现场的工作情况。传输网络采用系统内局域网，或在条件不具备的情况下，采用GPRS通信网，主要完成数据的传输功能。现场设备包括数据集中器和监测装置。监测装置安装在高压设备上，用以监测设备的温度；数据集中器安装在变电站内，负责接收监测装置的监测数据，并与监控中心通信，将监测数据发送到监控中心。 工作原理 监测装置采用低功耗微设计，高能电池供电，采用金属外壳作为屏蔽体，内置温度传感器，直接安装在被测高压设备的监测点上，与被测设备处于等电位，通过金属外壳传递设备的温度。监测装置测温电路中包含有一片CPU，它定时启动A/D转换器工作。A/D转换器将感温探头检测到的温度信号变换成数字量，CPU经过数字滤波，标度变换等计算后，将测量数据送到测温电路中的无线收发模块，无线收发模块将电信号转换成无线信号发射出去。在数据集中处理器侧，另有一块无线收发模块来接收全部测温电路发来的无线电信号，并将无线电信号转换成数字信号。数据集中处理器内的CPU读取该信号，就可以知道该感温探头检测到的温度。当温度高于某一阀值时(例如7(TC)，系统会自动进行报警。报警值的大小可设置，并储存到数据集中处理器中。即使掉电以后，该数据仍保留在数据集中处理器中。数据集中处理器配有LCD，测量数据可以通过他们直接显示出来。 一旦判断出现警情，立即将该信息发送到监控中心，监控中心通过短信或屏幕提示等方式通知相关人员，立即进行故障处理，从而保证了电网的运行安全。 与现有技术相比，本专利技术基于无线传输方式的高压带电体温度监测系统所具有的有益效果是 测温单元采用最新微电子技术，利用微控制器进行温度的测量，施工简单，运行可罪。 测温单元采用低功耗设计，待机电流小于2uA。测温单元采用电池供电。 测温单元采用无线方式发送数据，彻底解决了高压绝缘问题，实现了高压设备在线监测。虽然传感器直接安装在带电处，但体积小，处于等电位安装，隔离彻底、结构简单、抗干扰能力强、工作可靠。 在用无线传输进行的测量中，感温探头及采集单元都处于高电位，而故障报警单元处于低电位；装置采用无线电编码校验技术，解决了不同电位下及严重电磁干扰环境下的信息正确无误的传输。每个模块具有唯一的地址，数据集中处理器接收到信息后，经过解码校验确认数据传输正确。 高压设备运行在高电压、大电流的状态，系统事故瞬间还出现强烈的电磁暂态过程，这些都产生强电磁干扰，这对于微电子系统及微弱信号处理非常不利。为消除这些干扰，装置同时采用软、硬件抗干扰措施，在软件设计上应用数字编码、解码技术，剔除干扰信号，并使用了软件滤波技术；在硬件上采用金属屏蔽，加强各级滤波消除高频干扰。检测器与测温点处于同一电位，减少电场的影响。通过以上综合措施，确保测量数据稳定可靠。 数据传输通道采用成熟的GPRS网络，只要有GSM信号的地方，就能实现可靠通信。温度越限报警采用相对比较的方法，解决了因负荷不同、季节不同(冬、夏)所造成的温度告警限值的不同，极大的方便了用户的使用。 多种方式告警系统检测到告警信息后，立即启动告警程序，包括当地声光告警、网络客户端报警、短信报警等。不论您处在何地，都会以最快的速度接收到告警信息。 系统采用当今流行的B/S结构，扩展方便，开放性高，适合不同系统的融合。附图说明 图1本专利技术基于无线传输方式的高压带电体温度监测系统的结构 图2数据集中器原理框 图3监测装置原理框图； 图4数据集中器第一 CPU及外围扩展电路原理 图5数据集中器网络通信模块原理 图6数据集中器电源原理图； 图7监测装置第二 CPU及外围扩展电路原理 图8监测装置信号调理电路原理图。 图1-1为本专利技术基于无线传输方式的高压带电体温度监测系统的最佳实施例。图4-8中U1第一CPU U2第一实时时钟U3锁存器U4RAM U5译码器U6总线驱动器U7EEPR0MU8RS232电平转换芯片U9、U10为光耦Ull第一无线通信模块U12电源变换芯片XT1-XT4晶振C1-C17电容R1-R27电阻Hl-H4指示灯SW1拨码开关RP1-RP2电阻排Ml网络通信模块M2、M3电本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于无线传输方式的高压带电体温度监测系统，其特征在于：包括监控中心、传输网络和现场设备，监测装置直接安装在被测高压设备的监测点上，与被测设备处于等电位，监测装置与数据集中器通过无线方式通信，数据集中器通过有线传输网络／ＧＰＲＳ与监控中心相连。

【技术特征摘要】
基于无线传输方式的高压带电体温度监测系统，其特征在于包括监控中心、传输网络和现场设备，监测装置直接安装在被测高压设备的监测点上，与被测设备处于等电位，监测装置与数据集中器通过无线方式通信，数据集中器通过有线传输网络/GPRS与监控中心相连。2. 根据权利要求1所述的基于无线传输方式的高压带电体温度监测系统，其特征在 于数据集中器包括第一CPU及外围扩展电路、RAM、第一时钟电路、电源、网络通信模块和 第一无线通信模块，第一 CPU及外围扩展电路分别与RAM、第一时钟电路、网络通信模块和 第一无线通信模块相连，电源为数据集中器各个模块提供12V、5V直流电。3. 根据权利要求1所述的基于无线传输方式的高压带电体温度监测系统，其特征在 于监测装置包括第二 CPU及外围扩展电路、信号调理电路、第二时钟电路和第二无线通信 模块，第二CPU及外围扩展电路分别与信号调理电路、第二时钟电路和第二无线通信模块 相连。4. 根据权利要求1所述的基于无线传输方式的高压带电体温度监测系统，其特征在 于网络短信服务器通过局域网与数据库服务器相连。5. 根据权利要求1所述的基于无线传输方式的高压带电体温度监测系统，其特征在于监测装置采用金属外壳作为屏蔽体，内置温度传感器，监测装置采用电池供电。6. 根据权利要求2所述的基于无线传输方式的高压带电体温度监测系统，其特征在 于第一CPU及外围扩展电路由CPU U1、晶振XT1、锁存器U3、译码器U5、总线驱动器U6、拨 码开关SW1、 EEPR0M存储器U7、电阻排RP1、 RP2组成，CPU Ul的数据线AD0-AD7与锁存器 U3的D0-D7、总线驱动器U6的B0-B7、电阻排RP1相连；译码器U5的A、B、C、E3分别与CPU Ul的A8、 A9、 A10、 A15相连；译码器U5的El、 E2接地，总线驱动器U6的A0-A7与拨码开 关SW1、电阻排RP2相连，拨码开关SW1的另一端接地，晶振XT1与CPUU1的20、21脚相连， EEPR0M存储器U7的1-4脚接地，EEPR0M存储器U7的6、5脚接CPUU1的16、 17脚；网络通信模块由RS232电平转换器U8、光电耦合器U9、U10、DB9头XS1、电容C3-C6、网 络通信模块Ml、 RJ45头XS2、跳线端子Jl、 J2、电阻R5_R13、电容C3-C8、发光二极管H2-H4 组成，CPU Ul的11、13脚分别与跳线端子J2、J1的2脚相连，跳线端子Jl的1、3脚分别与 光电耦合器U10的3脚、网络通信模块Ml的7脚相连，跳线端子J2的1、3脚分别与光电耦 合器U9的6脚、网络通信模块Ml的6脚相连；RS232电平转换器U8的12、 11脚分别与光 电耦合器U9的3脚、光电耦合器U10的6脚相连；RS232电平转换器U8的1、3脚之间连接 一个电容C3，4、5脚之间连接一个电容C4，2、16脚之间连接一个电容C5，6、15脚之间连接 一个电容C6 ;RS232电平转换器U8的14、 13脚分别连接到DB9头XS1的3、2脚，DB9头XS1 的5脚接地；网络通信模块Ml的10脚与CPU Ul的4脚相连，网络通信模块Ml的1-4脚分 别与RJ45头XS2的1、2、3、6脚相连，网络通信模块M1的13、 14脚接电源，通过电容C7、C8 连接到12脚；RJ45头XS2的4、5和7、8脚分别短接后，再分别通过电阻R12、R13连接到网 络通信模块M1的11脚；第一无线通信模块由无线通信模块U11组成，无线通信模块U11的5、6、7、9、10脚分别 接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国永，赵砚青，
申请(专利权)人：淄博智洋电气有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]